(57)【要約】【課題】風力タービン用の振動荷重低減システムを提供する。【解決手段】風力タービン（１０）は、タワー（１８）と、タワー（１８）の上端部に支持されたナセル（１６）と、少なくとも１つのブレード（１４）を有しかつナセル（１６）に配置されたロータ（１２）と、タワー（１８）又はナセル（１６）のいずれかに配置された振動荷重低減システム（２０）とを含む。振動荷重低減システム（２０）は、ベース（２４）と、ベース（２４）から延びる少なくとも２つのカラム（２２）と、ベース（２４）及び少なくとも２つのカラム（２２）内部に設置された流動性質量（２８）とを含む。【選択図】      図１
2006189047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タワー（１８）と、
前記タワー（１８）の上端部に支持されたナセル（１６）と、
前記ナセル（１６）に配置された、少なくとも１つのブレード（１４）を有するロータ（１２）と、
前記タワー（１８）又はナセル（１６）のいずれかに配置された振動荷重低減システム（２０）とを含む風力タービン（１０）であって、
前記振動荷重低減システム（２０）が、
ベース（２４）と、
前記ベース（２４）から延びる少なくとも２つのカラム（２２）と、
前記ベース（２４）及び少なくとも２つのカラム（２２）内部に設置された流動性質量（２８）と、を含むことを特徴とする風力タービン（１０）。
【請求項２】
前記ベース（２４）が、円形、矩形及び多角形の少なくとも１つである形状を有することを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項３】
前記ベース（２４）が円形形状及び多角形形状の１つを有しかつ該ベース（２４）から延びる少なくとも２つのカラム（２２）を含む場合に、前記ベース（２４）が、前記タワー（１８）に対する前記ナセル（１６）の回転の影響を弱めるようになっていることを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項４】
前記ベース（２４）が矩形形状を有しかつ該ベース（２４）から延びる少なくとも３つのカラム（２２）を含む場合に、前記ベース（２４）が、前記タワー（１８）に対する前記ナセル（１６）の回転の影響を弱めるようになっていることを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項５】
前記カラム（２２）間で前記ベース（２４）に設置されたバルブ（２６）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項６】
前記流動性質量（２８）が、該流動性質量（２８）の流量が前記タワー（１８）の第１の曲げ振動数とは逆位相で移動することになるように選択されていることを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項７】
前記流動性質量（２８）が、液体及びボールベアリングの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項８】
前記液体が、凍結及び蒸発を少なくする化合物の少なくとも１つと、前記振動荷重低減システム（２０）内部に配置された電気ヒータとを含むことを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項９】
前記ベース（２４）が、前記ナセル（１６）内部に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【請求項１０】
前記ベース（２４）が、前記タワー（１８）の上端部に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の風力タービン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には風力タービンに関し、より具体的には、風力タービン用の振動荷重低減システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
運転中に、風力タービンは、２つのタイプの荷重を受ける。それらの１つは、風力タービンロータブレードに作用する極端な突風又は海上立地の場合の極端な破波の間に発生する一過性の荷重である。第２のタイプの荷重は、はるかに長い期間にわたって繰り返す比較的低振幅の疲労荷重である。このタイプの荷重は、通常の風の乱流及び海上立地の場合の通常の破波の間に発生する。極端な荷重状態の影響を弱めるための現行の手段は、ピッチ角をフェザー位置に回転させることと材料を適切に選定しかつ構造を強化することによってタワー設計を適切にするのを保証することとを含む。加えて、極端な荷重及び疲労荷重を軽減するのに振動対抗手段を役立てる場合がある。
【０００３】
風力タービンに作用する動的荷重は、風又は波による単一の極端なピーク荷重又は周期的加振力によって誘起されたタワー内の振動である。一般的に、剛性タワーを設計することは、荷重の影響を弱めるための単純かつ安全な解決策である。しかしながら、その高さが６０〜７０メートルを越える場合には、この解決策は、膨大な質量の材料を必要とするので必ずしも実用的ではない。従って、その剛性は、実施可能である限り低く保つべきであり、このことが、「柔」タワー設計をもたらし、より大きな振動の可能性を生じさせることになる。
【０００４】
風力タービンのタワーにおける振動荷重を低減するための１つの解決策が、国際特許出願第００／７７３９４号に記載されており、この国際特許出願は、風力タービンの第１の固有曲げ振動数の振動を減衰させるために液体で部分的に満たした方形ボックスを使用している。このボックスは、２つの直線的側面に沿って風力タービンのタワーにおける単方向性の振動減衰をもたらす。しかしながら、タワーにおける振動は多方向性である場合があるので、この解決策は、全方向からのタワーにおける振動に対しては有効ではない。
【特許文献１】国際特許出願第００／７７３９４号公報
【特許文献２】国際特許出願第９９／６３２１９号公報
【特許文献３】米国特許第５，５６０，１６１号公報
【特許文献４】米国特許第６，６２６，６４２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の例示的な実施形態は、本風力タービンを含み、風力タービンは、タワーと、タワーの上端部に支持されたナセルと、少なくとも１つのブレードを有しかつナセルに配置されたロータと、タワー又はナセルのいずれかに配置された振動荷重低減システムとを含む。振動荷重低減システムは、ベースと、ベースから延びる少なくとも２つのカラムと、ベース及び少なくとも２つのカラム内部に設置された流動性質量とを含む。
【０００６】
本発明の別の例示的な実施形態は、本風力タービンを含み、風力タービンは、タワーと、タワーの上端部に支持されたナセルと、少なくとも１つのブレードを有しかつナセルに配置されたロータと、タワー又はナセルのいずれかに配置された振動荷重低減システムとを含む。振動荷重低減システムは、タワーに発生する多方向性振動を低減するための手段を含む。多方向性振動を低減するための手段は、タワーの第１の曲げ振動数の影響を弱めるようになっている。
【０００７】
本発明のさらに別の例示的な実施形態では、風力タービンにおける振動を低減する方法を開示する。本方法は、風力タービンのタワーに振動荷重低減システムを設ける段階と、タワーにおいて多方向性振動を受けるように風力タービンを運転する段階と、振動荷重低減システムを用いて多方向性振動を低減する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、幾つかの図において同様な要素に同じ符号を付した図面を参照する。
【０００９】
図１は、ロータ１２を有する風力タービン１０を示し、ロータ１２は、多数のブレード１４とハブ１５とを含む。ロータ１２はナセル１６に配置され、ナセル１６は、タワー１８の上端部上に配置される。ナセル１６は、ギアボックスと発電機（図示せず）とを保持する。風力タービン１０は、振動荷重低減システム２０を含み、振動荷重低減システム２０は、タワー上部の２０％の範囲内又はタワー１８の上端部に設置することができる。振動荷重低減システム２０をタワー１８の上端部に配置する場合には、振動荷重低減システムは、ナセル１６に設置することができ、ナセル１６をタワー１８の上端部に取付けた時、ナセル１６は、単なるタワー１８の延長部又はタワー１８に対する独立したヨー（ｙａｗｅｄ）構造体のいずれかとなる。振動荷重低減システム２０は、ナセル１６及びタワー１８の内部又は外部のいずれかに設置することができる。
【００１０】
運転中であってかつ極端な突風のような及び送電線網が失われるような極端な風力荷重事象の下では、風力タービン１０は、ブレード１４の旋回平面に対して垂直な少なくとも第１の方向２１に発生するタワー１８における振動を受ける。ブレード１４の旋回平面は、図２に示す垂直平面に対応する垂直軸線３６及び軸線３３に対応する。さらに、軸線３３と共に水平平面を定める方向又は軸線２１に対して垂直な方向での並進振動と、軸線２１、図２の水平平面を定める軸線２１に対して垂直な軸線３３及び軸線３３と共に垂直平面を定める垂直軸線３６の周りでの回転振動とが存在することになることは、当業者には分かるであろう。軸線２１、３３及び３６の周りの回転振動は、全体的に両頭矢印３７で示している。振動荷重低減システム２０は、タワー１８の振動、荷重及び移動を減少させる。
【００１１】
図３〜図９を参照すると、振動荷重低減システム２０は、少なくとも２つのカラム２２と、ベース２４と、２つのカラム２２の間に設置されたバルブ２６とを含む。各カラム２２は、ベース２４から延びる。カラム２２の数は、該カラム２２の利用可能なスペース、形状及び寸法のような様々な要因により決まる。ベース２４は、タワー１８の上端部の周りに適合するような円形とするか又はナセル１６の内側内部に適合するような矩形とするかのようにあらゆる形状とすることができ、そのように図示している。ベース２４をタワーに設置する場合には、ベース２４はまた、三角形、方形、矩形又は多角形の形状とすることができる。ベース２４が円形又は多角形でありかつ少なくとも３つのカラム２２を有する場合には、振動荷重低減システム２０は、多方向性である振動荷重を低減することができる。ベース２４が矩形でありかつ少なくとも３つのカラム２２を有する場合には、振動荷重低減システムは、多方向性である振動荷重を低減することができる。多方向性振動を低減するというのは、２つ又はそれ以上の次元における振動を減少させることを意味することに注目されたい。
【００１２】
カラム２２及びベース２４内には、移動可能又は流体質量２８（以下「流体質量」と呼ぶ）が設置される。流体質量２８には、液体、細砂、小型ボールベアリングなどのような移動可能なあらゆるタイプの質量が含まれる。流体質量２８は、カラム２２及びベース２４内に一様に分布する。タワー１８が前後に振動し始めると、カラム２２内の流体質量２８は、流体質量２８の流量が制御又は調整された状態で、各カラム２２内で上方及び下方に流れることになる。
【００１３】
振動荷重低減システム２０は、該システムが停止又は移動していない時に、カラム２２内の流体質量高さを変更することによって、またさらにカラム２２間のベース２４の長さを変更することによって調整することができる。この調整プロセスは、装置の固有振動数を、その固有振動数を風力タービンタワーの第１の固有曲げ振動数と一致させることができるように変更する。
【００１４】
振動荷重低減システム２０を制御する別の方法は、バルブ２６によるものである。バルブ開度比率は、水頭損失係数に影響を与え、この水頭損失係数は次に、システムの内部減衰に影響を与える。この手段の内部減衰は、有効振動数帯域幅、従ってタワーの第１曲げ振動数の変動に対する有効性の堅調さを決定する。さらに、装置の内部減衰は、この装置がどの位早く振動エネルギーを鎮静化するかを支配する。振動荷重の低減を達成するための主要メカニズムは、装置の内部減衰による振動の鎮静化ではなく慣性力であるが、比較的低レベルの内部減衰は、システムの内部安定性の維持に役立つことになる。バルブ開度は、流体質量２８の流量を制御するような固定開度に設定することができる。このケースでは、振動荷重低減システム２０は、受動的振動荷重低減システムと考えられるであろう。加えて、バルブ２６は、大量の動力を使用せずにバッテリ又はその他の動力源から得られる電圧信号によって作動して必要な内部減衰を得ることも可能な比例バルブを含むことができる。このケースでは、バルブ開度の設定を自動的に変更することができるので、振動荷重低減システム２０は、半能動的振動荷重低減システムと考えられるであろう。最新の技術段階では、多重空気ポンプからの能動制御圧力をカラムの上端部に加えて能動的振動荷重低減システムを実現することができる。
【００１５】
振動荷重低減システム２０は、少なくとも３つのカラム２２を含み、流体質量２８が３つのカラム２２間で前後に移動することができるようにする。ベース２４が円形でありかつ少なくとも３つのカラム２２を配置する場合には、振動荷重低減システム２０は、風力タービンにおける振動の低減を行う。ベース２４は、あらゆる形状とすることができ、振動荷重の低減を行う水が多方向に移動することができる。付加的なカラム２２を追加して多方向に沿って振動荷重低減の違いを生じるようにすることができる。
【００１６】
具体的には、図３は、ナセル１６内部に設置されかつ各々が矩形ベース２４を形成するコーナ部に設置された４つのカラム２２を含む振動荷重低減システム２０の例示的な実施形態を示す。バルブ２６は、カラム２２の各々間に設置される。この４カラム式の実施形態は、振動荷重低減システム２０を調整して第１の方向３０及び第２の方向３２として示す少なくとも２つの方向で該振動荷重低減システムが機能するのを可能にする。
【００１７】
図４〜図９は、ナセル１６の下方でタワー１８の上端部近くに設置された振動荷重低減システム２０の例示的な実施形態を示す。このケースでは、振動荷重低減システム２０は、タワー１８の外部又はタワー１８の内部のいずれかに設置される。図４〜図７の例示的な実施形態は、２つのカラム２２の４つの組を含む８つのカラム２２を備えた振動荷重低減システム２０を示し、４つの組のカラムは、ベース２４の周りに均等に分散配置される。付加的なカラムの使用によって、カラム２２の高さをより短くすることが可能になる。４つのオリフィス又はバルブ２６が、各バルブ２６がカラム２２の組の各々間に設置された状態で配置される。ここでは、ベース２４は、タワー１８の周りに正確に適合するように円形である。図８及び図９は、タワー１８内部の振動荷重低減システムの付加的な実施形態を示し、各カラム２２の間に設置されたバルブ２６を備えた４つのカラム２２を示す。ベース２４の周りに付加的カラム２２を設置することもまた、考えられる。
【００１８】
振動荷重低減システム２０は、風力タービンの近く又は上端部の何れかの場所に設置することができる。例示的な実施形態では、振動荷重低減システムは、タワー１８の外部に（図５）、タワー１８の内部に（図４）及びナセル１６の内部に（図３）取付けられたものとして示している。システム２０の利点は、このシステムが改造取付けの解決策として既存の風力タービンに付加することができることである。振動荷重低減システム２０は、ベース２４においてタワー１８又はナセルのいずれかに取付けられかつ固定される。カラム２２は、上向きの方向に延び、タワー１８又はナセル１６に特に固定する必要がない。振動荷重低減システムの風力タービンへの取付けは、ブラケット、ボルト、溶接、磁石などのようなあらゆる方法で達成することができる。
【００１９】
振動荷重低減システム２０には、幾つかの設計課題が存在する。第１の課題は、システム内の流体質量２８の選択である。流体質量２８は、液体及び固体の両方を含む。液体には、水、ガソリン、エンジンオイル、幾つかの高比重選鉱液及び何らかの他の低粘性液体が含まれる。加えて、液体はまた、天候の影響を弱めるのに役立つ化合物を含むことができ、或は振動荷重低減システム内部に配置された電気ヒータを含むことができる。例えば、塩又はそれに限定されないがグリコールのような不凍液を加えて、凍結及び／又は蒸発を少なくすることができる。オイルの薄膜もまた、液体を覆って蒸発を防止するのに役立てることができる。水のような液体を使用する利点は、水が安価でありかつ容易に入手できることである。
【００２０】
さらに、水の重量範囲は、ロータブレード１４、ハブ１５及びナセル１６の重量の０．５〜８パーセントの範囲とすることができる。例示的な実施形態では、ロータブレード１４、ハブ１５及びナセル１６の重量は、約８０〜３００トンの範囲内にある。よって、振動荷重低減システム内部の水の重量は、およそ０．４トン〜２４トンであることになる。
【００２１】
しかしながら、水を使用することの１つの問題は、流体質量２８が大容積となる可能性があり、ナセル１６の内部又はタワー１８の上端部にそのような大容量の水を収納することが望ましくない場合があることである。従って、より高密度の材料により、流体質量２８の容積を減少させることとなる。より高密度な流体質量２８には、カラム２２が振動している時に流れを生じるような細砂、水銀、小型ボールベアリング又はその他の固体が含まれる。ボールベアリングを使用する場合には、タワーが振動した時にボールベアリングがカラム内部で適切に移動するようになるのを保証するために、潤滑を使用することができる。さらに、ボールベアリングは、オイル又は幾つかの他の液体内に入れて液体流体質量２８に付加的質量を加えることができる。タワー１８の振動とは逆位相で振動することになるあらゆるタイプの流動性質量２８もまた、使用することができることに注目されたい。
【００２２】
さらに、このシステムを設計する時に考慮される幾つかの比率が存在する。第１の比率は、ロータブレード１４、ハブ１５及びナセル１６の総合重量に対する流体質量又は流動性質量２８の重量である質量比である。例示的な実施形態では、この質量比は、０．５％〜８．０％の範囲内にある。
【００２３】
第２の比率は、長さ比であり、この長さ比は、２つのカラム２２を備えたシステムについての振動荷重低減システム２０の全長に対するベース２４の水平長さである。振動荷重低減システムの全長は、カラム２２の垂直高さに２を乗じて、ベース２４の水平長さを加えたものである。２つ以上のカラム２２がある場合には、等価全水長が計算される。一般的には、長さ比が増大すると、振動荷重低減システムの効率が増大する。しかしながら、カラム２２の垂直長さは、流体質量２８がカラム２２から溢出しないのに十分な長さに設計すべきである。さらに、流体質量２８は、システム２０に連続性を与えるために、常時カラム２２内に維持されるべきである。
【００２４】
第３の比率は、調整比率（γＯＰＴ)であり、この調整比率は、風力タービン１０の第１のモーダル振動数に対する振動荷重低減システム２０の固有振動数の比率である。構造体の固有振動数がΔωＳ（構造体／ベース構造体についての振動数）だけ変化した時に、振動荷重低減システム２０の全長は、以下の関係によって補正する必要がある。
【００２５】
【数１】
2006189047.tif 000003
【００２６】
ここで、
ΔωＳ＝タワー１８の固有振動数の変化、
ｇ＝重力加速度、及び、
Δｌ＝カラム２２の垂直長さに２を乗じ、ベース２４の水平長さを加えた振動システムの全長の変化。
【００２７】
この式によって、風力タービンの第１の曲げモード振動数が変化した時に、振動荷重低減システム２０の全長の変更を計算することが可能になる。異なる直径のカラム２２を使用する場合には、液体容積が同一のままであるように、カラムの長さを変換する。
【００２８】
全減衰率は、風力タービン及び振動荷重低減システム２０の組合せにより振動荷重低減システム２０内部で流体質量２８の運動エネルギーが消散する比率である。例示的な実施形態では、振動荷重低減システム２０の全減衰率は、実質的に２％の等価対数減衰率以下となり、全減衰率は１％の等価対数減衰率以下となるのが好ましい。振動荷重低減システムの主な効果は、慣性運動による反作用力に由来する。減衰率がより低い場合には、振動荷重低減システム２０の反作用効果がより大きくなり、従って振動荷重低減システム２０は、より高い効率で機能する。システムの対数減衰率δは次式で定義される。
【００２９】
【数２】
2006189047.tif 000004
【００３０】
ここで、ｎは振動の番数であり、
ａ１は、正弦波信号の第１番目のピークの振幅であり、
ａｎは、正弦波信号の第ｎ番目のピークの振幅である。
【００３１】
カラム２２の各々の寸法もまた、振動荷重低減システム２０を設計する時に考慮される。カラム２２の高さに２を乗じ、ベース２４の水平長さを加えた振動荷重低減システム２０の全長は、カラム２２及びベース２４の断面積に応じて変化することになる。振動荷重低減システム２０の全長はまた、カラム２２が図３に示すカラムのように個々のカラム２２であるか又はカラムが図４に示すカラムのように共に組としてグループになっているか否かにより決まる。振動荷重低減システム２０の全長は、次式に基づいて計算することができる。
【００３２】
【数３】
2006189047.tif 000005
【００３３】
ｌｅ＝振動荷重低減システム２０の長さ、
ｇ＝重力加速度、及び、
ωＳ＝２πｆＴ＝ラジアン／秒で表した風力タービンシステムの第１の固有振動数。
ｆＴ＝Ｈｚで表わした風力タービンシステムの第１の固有振動数。
【００３４】
さらに、振動荷重低減システムの寸法は、構成により決まる。例えば、図６及び図７における実施形態は、以下の等価水カラム長さを有する。
【００３５】
【数４】
2006189047.tif 000006
【００３６】
ここで、
ｌｅ＝振動数計算における等価全長
Ｄ＝ベースリング中心直径
ＡＨ＝水平リング面積
ＬＶ＝垂直カラム高さ
ＡＶ＝垂直カラム面積
ξ＝水頭損失係数
ρ＝液体密度
特に振動荷重低減システムをタワー１８又はナセル１６の内部に据付けた場合には、ベースリング２４の外径Ｄは、タワーの幾何学的形状によって決定することができる。カラム２２とベースリング２４との間の断面積比ＡＶ／ＡＨは、タワー上端部又はナセル内部の垂直方向スペース限界に基づいて選定することができる。良好な開始点は、垂直高さを残しておくように２：１を使用して、システムを可能な限り高い位置に配置して有効性の利点を得るようにすることができる。そこで、垂直水カラム高さＬＶは、次式のように計算することができる。
【００３７】
【数５】
2006189047.tif 000007
【００３８】
従って、図６及び図７の例示的なシステムについてのカラム２２の断面積は、以下のようの計算することができる。
【００３９】
【数６】
2006189047.tif 000008
【００４０】
μ＝流体質量２８の質量比、この質量比は選択したパラメータであって、例示的な実施形態では０．５％〜８．０％としている、
ＭＷＴＧ＝ロータブレード１４、ハブ１５及びナセル１６の総重量、
ρ＝水の密度
上記で説明したように、カラム２２の配向はまた、振動荷重低減システム２０の矩形配向又は振動荷重低減システムの円形配向のいずれかを有することよっても変化させることができる。据付けを容易にするために、システムの形状は、ナセル１６又はタワー１８のいずれかにおける振動荷重低減システム２０の設置場所により決まることになる。加えて、カラムの数及び配置は、風力タービンの基本振動数により決まる。
【００４１】
バルブ２６におけるバルブ開度の寸法もまた、計算することができる。バルブ開度の寸法は、振動荷重低減システムの内部減衰率、従ってタービン及び振動低減装置の複合システムの全減衰率を制御する。バルブ開度がより小さい場合には、内部減衰率はより高くなる。上記に説明したように、内部減衰率は、より小さいのが好ましい。従って、振動荷重低減システムは、１つの例示的な実施形態ではバルブ２６がない状態か又は少なくとも大きな開口を備えたバルブを有する状態で作動する。さらに、バルブ２６はまた、単に振動荷重低減システム２０に対するオン／オフスイッチとしてだけ機能させることもできる。
【００４２】
カラム２２及びベース２４の材料もまた、変えることができ、鋼、プラスティクなどのような材料を含むことができる。プラスティクは、より安価なシステムを提供し、かつさらにシステムの全重量を軽減することを可能にするより軽量なシステムを提供する。
【００４３】
４つの垂直カラムの組及び１つのベースリングを有しかつ流体質量２８として水を使用する図４に示す例示的な実施形態では、以下の変数を使用した。
質量比μ＝１．５％
風力タービン１０の上端部質量＝ＭＷＴＧ＝Ｍナセル＋ロータ＝８２２００ｋｇ
振動荷重低減システム２０の質量＝Ｍダンパ＝０．０１５＊（８２２００ｋｇ）＝１２３３ｋｇ
タワー直径＝４メートル
よって、ベースリング中心直径Ｄ＝３．８メートル
風力タービンの第１の曲げ振動数＝０．２６５Ｈｚ
よって、振動荷重低減システムの等価長さは、
【００４４】
【数７】
2006189047.tif 000009
【００４５】
装置プロフィールを低く保つために、ＡＶ／ＡＨ比を２：１に選定する。
次に垂直水カラム高さは、下記になる。
【００４６】
【数８】
2006189047.tif 000010
【００４７】
カラム２２の断面積は、下記になる。
【００４８】
【数９】
2006189047.tif 000011
【００４９】
【数１０】
2006189047.tif 000012
【００５０】
水頭損失係数ξ＝２０。
【００５１】
より高いダンパの反作用力を必要とする別の実施形態では、以下の変数を使用することができる。
質量比μ＝５％
風力タービン１０の上端部質量＝ＭＷＴＧ＝Ｍナセル＋ロータ＝８２２００ｋｇ
振動荷重低減システム２０の質量＝Ｍダンパ＝０．０５＊（８２２００ｋｇ）＝４１１０ｋｇ
タワー直径＝４メートル
よって、ベースリング中心直径Ｄ＝３．８メートル
風力タービンの第１の曲げ振動数ｆＴ＝０．２６５Ｈｚ
よって、振動荷重低減システムの等価長さは、
【００５２】
【数１１】
2006189047.tif 000013
【００５３】
装置プロフィールを低く保つために、ＡＶ／ＡＨ比を２：１に選定する。
次に垂直水カラム高さは、下記になる。
【００５４】
【数１２】
2006189047.tif 000014
【００５５】
カラム２２の断面積は、下記になる。
【００５６】
【数１３】
2006189047.tif 000015
【００５７】
【数１４】
2006189047.tif 000016
【００５８】
水頭損失係数ξ＝５０。
【００５９】
これらは、使用可能な見本の振動荷重低減システム２０の単なる実施例である。しかしながら、想定される振動荷重低減システム２０の多数の他の実施形態が存在する。
【００６０】
加えて、例示的な実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、本発明の要素に様々な変更を加えることができまた本発明の要素を均等物と置き換えることができることは、当業者には明らかであろう。加えて、本発明の本質的な技術的範囲から逸脱することなく、特定の状況又は物的要素を本発明の教示に適合させるように、多くの修正を加えることができる。従って、本発明は、本発明を実施するために考えた最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の技術的範囲内に属する全ての実施形態を含むことになることを意図している。さらに、第１の、第２のなどの用語の使用は如何なる順序又は重要性を示すものではなく、むしろ第１の、第２のなどの用語は、１つの要素を他から区別するために使用している。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】振動荷重低減システムを有する風力タービンを示す図。
【図２】図１の風力タービンに対応するそれぞれの軸線及び各軸線の周りでの回転振動を示す図。
【図３】風力タービンのナセルに設置された振動荷重低減システムを示す図。
【図４】風力タービンのタワーの上端部近くに設置された振動荷重低減システムを示す図。
【図５】風力タービンのタワーの上端部近くに設置された振動荷重低減システムを示す図。
【図６】風力タービンのタワー上に設置されかつ８つのカラムを有する振動荷重低減システムの平面図。
【図７】図６の振動荷重低減システムの正面図。
【図８】風力タービンのタワー内部に設置されかつ４つのカラムを有する振動荷重低減システムの平面図。
【図９】図８の振動荷重低減システムの正面図。
【符号の説明】
【００６２】
１０  風力タービン
１２  ロータ
１４  ブレード
１５  ハブ
１６  ナセル
１８  タワー
２０  振動荷重低減システム
２２  カラム
２４  ベース
２６  バルブ
２８  流動性質量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2006189047000001.pdf